초록 ▼

1. 포물형의 이중우물 포텐셜을 도입하고 용질재분배를 상장계면내의 좁은 영역으로 국부화시킴으로써, 상장 모델에서 계면의 확산성을 최소화한 새로운 모델의 개발하였다.
2. 앞에서 개발된 계면의 확산성이 최소화된 상장 모델을 날카로운 각을 갖는 가진 결정의 성장의 경우로 확장하였다. 이 모델을 과냉된 순금속의 응고와 과포화된 합금의 응고 문제에 적용하였다.
3. 등화학포텐셜의 조건하에서 계면장법을 확장시킨 공정의 상장 모델을 제시하고, 또한 물리 상수들의 결정학적 이방성을 고려한 상장 방정식이 유도되었다. CBr4-C2Cl6

1. 포물형의 이중우물 포텐셜을 도입하고 용질재분배를 상장계면내의 좁은 영역으로 국부화시킴으로써, 상장 모델에서 계면의 확산성을 최소화한 새로운 모델의 개발하였다.
2. 앞에서 개발된 계면의 확산성이 최소화된 상장 모델을 날카로운 각을 갖는 가진 결정의 성장의 경우로 확장하였다. 이 모델을 과냉된 순금속의 응고와 과포화된 합금의 응고 문제에 적용하였다.
3. 등화학포텐셜의 조건하에서 계면장법을 확장시킨 공정의 상장 모델을 제시하고, 또한 물리 상수들의 결정학적 이방성을 고려한 상장 방정식이 유도되었다. CBr4-C2Cl6 공정합금의 방향성 응고에 대한 수치계산에서 이 모델은 실험적으로 관찰되어온 모든 패턴들을 실험과 동일한 조건에서 재현할 수 있었다.
4. 계면에너지가 큰 이방성을 갖는 경우에 대한 공정 응고의 상장모델이 계면장 법을 이용하여 얻어졌으며, 그 결과를 각진 라멜라 패턴의 방향성 응고에 적용하였다. 계면에너지의 이방성에 거의 무관하게 공정 및 과공정 조성 모두에서 기 보고된 다양한 패턴들이 모두 나타남을 알 수 있었다. 전체적으로 볼 때, 이방성이 큰 방향성 공정응고에서 라멜라간격에 따른 패턴들의 변화 순서는 등방적인 경우와 같은 것으로 나타났다.
5. 결정립성장의 시뮬레이션을 위한 새로운 강력한 상장모델을 개발하였다. 본 모델을 이용하여 이차원 및 삼차원에서 수만 개의 결정립이 수천 개의 결정립으로 진화해가는 과정에 대한 대규모 시뮬레이션이 이루어졌다. 이를 통해 삼차원의 이상적 결정립 성장에 관한한 Hillert 이론은 완전한 이론임을 입증하였다.

Abstract ▼

1. We minimized the interface diffuseness in the phase-field models by introducing the parabolic double-well potential and localizing the solute redistribution into a narrow region within a phase-field interface.
2. The phase-field model of solidification with a reduced interface diffuseness was

1. We minimized the interface diffuseness in the phase-field models by introducing the parabolic double-well potential and localizing the solute redistribution into a narrow region within a phase-field interface.
2. The phase-field model of solidification with a reduced interface diffuseness was extended to facetted crystal growth with sharp corners. This model was applied to simulate the facetted dendritic solidification in both the symmetric model and one­sided model.

3. We developed a eutectic phase-field model by using the interface field method. The model successfully predicts a variety of eutectic lamellar patterns observed in directional solidification of thin film CBr4-C2Cl6 organic alloys, with the real physical parameters of the alloy under the real experimental condition.
4. The anisotropic eutectic phase-field model was derived using the interface field method. Various solidification patterns appeared during 2D directional solidification depending on lamellar spacing for both eutectic and hyper eutectic alloys independent of interface energy anisotropy.
5. We developed an efficient computation scheme for phase-field simulation of grain growth. Large scale phase-field simulations of ideal grain growth in 2D and 3D were carried out at the coalescence-free condition. The mean-field assumption, the Lifshitz-Slyozov stability condition and all resulting predictions in Hillert 3D theory were in excellent agreement with the present 3D simulation.

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용...6
• Chapter 1. Phase-Field Model with Reduced Interface Diffuseness...6
• 1-1. Introduction...6
• 1-2. model...7
• 1-3. Simulation...10
• 1-4. Conclusion...13
• References...13
• Chapter 2. Phase­Field Modeling of Faceted Dendritic Growth...16
• 2-1. Introduction...16
• 2-2. Model...17
• 2-3. Numerical simulations...19
• 2-4. Results...20
• 2-5. Conclusions...20
• References...21
• Chapter 3. Phase-Field Modeling of Eutectic Solidification...26
• 3-1. Introduction...26
• 3-2. Eutectic phase-field model...28
• 3-3. Parameters in phase-field equation...30
• 3-4. Anisotropic phase-field equation...31
• 3-5. Thermodynamic terms...34
• 3-6. Thin interface limit...36
• 3-7. Computation methods...38
• 3-8. Force balance at triple junction...41
• 3-9. Lamella solidification...43
• 3-10. Summary...45
• 3-11. Appendix A: Extra double-well potential under the equal composition condition...46
• 3-12. Appendix B: Chemical potential jump at interface...49
• References...50
• Chapter 4. Phase-Field Modeling of Faceted Eutectic Solidification...58
• 4-1. Introduction...58
• 4-2. Anisotropic Eutectic phase-field model...59
• 4-3. Computation methods...62
• 4-4. Computation results...64
• 4-5. Summary...71
• References...72
• Chapter 5. Computer Simulation of 2D and 3D Grain Growth...73
• 5-1. Introduction...73
• 5-2. Modeling and simulation methods...75
• 5-3. 2D simulation results...80
• 5-4. 3D simulation results...83
• 5-5. Discussion...89
• 5-6. Conclusions...93
• References...93